專利名稱：用于引線焊接的金合金細(xì)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于引線焊接的金合金細(xì)線，它適用于將半導(dǎo)體器件的電極連接到外部引線端上，更確切地說(shuō)，涉及這樣一種用于引線焊接的金合金細(xì)線，它改進(jìn)了焊接強(qiáng)度并防止彎線高度降低。
用于將半導(dǎo)體器件上的電極連接到外部引線端的焊接引線通常是一種金合金的細(xì)線，因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)電性、抗腐蝕或其它可靠的特性。
一般利用熱壓焊接法進(jìn)行細(xì)金合金線的焊接，在進(jìn)行過(guò)程中利用電弧裝置加熱使細(xì)金合金線的頂端熔化，由于被熔化的金屬的表面張力作用而成球狀，然后小球被加壓貼靠在被加熱到150到300℃的半導(dǎo)體器件的電極上以便形成焊點(diǎn)，這種加熱作用是利用施加到其上的超聲波振動(dòng)引起的，在此之后，以同樣的方式，利用超聲波壓力焊接法焊接到外部引線端上。
半導(dǎo)體器件的高度集成化使半導(dǎo)體器件上的電極數(shù)量增加。半導(dǎo)體器件的小型化要求減少電極的面積和縮短電極間的間距，因此要求焊接引線應(yīng)當(dāng)形成降低尺寸的小球并應(yīng)當(dāng)減小直徑。降低小球尺寸就要減少?gòu)碾娀⊙b置向形成小球的焊接線的熱量輸入，以此降低在小球形成過(guò)程中發(fā)生再結(jié)晶的細(xì)線區(qū)域的長(zhǎng)度。已經(jīng)公知，在再結(jié)晶區(qū)長(zhǎng)度和線的彎線高度之間存在密切的相互關(guān)系，具有長(zhǎng)的再結(jié)晶區(qū)的焊接線則具有高的彎線，反之亦然。即在降低小球尺寸的情況下，除非通過(guò)降低在焊接線金合金中一些合金元素的含量來(lái)增加再結(jié)晶區(qū)長(zhǎng)度，否則不可能得到常規(guī)的彎線高度，該含量控制再結(jié)晶。這些控制再結(jié)晶的合金元素一般也提高線的機(jī)械強(qiáng)度，使得降低這樣一些合金元素會(huì)引起線的機(jī)械強(qiáng)度的降低。
通過(guò)使焊接線變細(xì)還會(huì)降低彎線高度。特別是一般將小球尺寸控制在線徑的2.5到3.0倍的范圍內(nèi)的一個(gè)固定值，使得降低線徑會(huì)帶來(lái)與通過(guò)降低小球尺寸所形成的相同效果，因此，將焊接線變細(xì)會(huì)引起彎線高度降低。
因此，小球尺寸的降低或焊接線的變細(xì)會(huì)導(dǎo)致彎線高度降低，并因此，會(huì)引起半導(dǎo)體器件的可靠性和產(chǎn)量的降低，這是因?yàn)椴幌Ｍ购附泳€與半導(dǎo)體器件或引線座的沖模墊產(chǎn)生接觸，引起器件失效或不良，因?yàn)榻档蛷澗€高度會(huì)降低拉伸強(qiáng)度，并且因?yàn)閷?duì)用于密封半導(dǎo)體器件的樹(shù)脂的抗塑變性影響，由細(xì)線變形而產(chǎn)生細(xì)線塑變，使各焊接線彼此之間產(chǎn)生接觸。
為了防止這些問(wèn)題的產(chǎn)生，要常測(cè)量以降低那些控制再結(jié)晶區(qū)長(zhǎng)度的元素的含量。然而，這會(huì)引起機(jī)械強(qiáng)度的降低和在正在成形的小球的最接近的上部中的細(xì)線的再結(jié)晶晶粒的粗化，使得在焊接以后在操作過(guò)程中由于振動(dòng)使在小球上方最接近的部分很容易斷裂，使半導(dǎo)體器件的可靠性變差和產(chǎn)量下降。
為了解決這一問(wèn)題，已經(jīng)提出很多種細(xì)金合金線，例如按重量計(jì)含鈣為百萬(wàn)分之5到100(ppm)的金焊接線(53-105968號(hào)的未經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文件(kokai))、按重量計(jì)含鈣為3到5ppm、按重量計(jì)含鈹為1到8ppm、和/或按重量計(jì)含鍺為5到50ppm的金合金線(53-112060號(hào)未經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文件(kokai))，以及按重量計(jì)含鈹為1到8ppm的金合金線(53-112059號(hào)未經(jīng)審查的日本專利公開(kāi)文件(kokai))。
然而，由于增加了用于防止在小球上方最接近處的晶粒粗化的合金元素的含量，使這些金焊接線存在的問(wèn)題是在焊接以后彎線高度被降低了。此外，包含僅作為加入到金基質(zhì)中的附加合金元素鈹?shù)暮辖鸪煞謱?shí)現(xiàn)高彎線，但存在的問(wèn)題是，線的機(jī)械強(qiáng)度下降并且樹(shù)脂模塑之后與其它合金成分相比較，線的塑變更明顯。
現(xiàn)時(shí)利用焊接器的彎線形狀控制系統(tǒng)進(jìn)行彎線高度的控制，以保證必要的變線高度，但是這需要長(zhǎng)的焊接持續(xù)時(shí)間，給生產(chǎn)率多少帶來(lái)影響。常規(guī)的焊接線在小球上方最接近的線部分處防止晶粒粗化的同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)大的彎線高度方面并不成功。因此強(qiáng)烈需要一種能可靠地提供大的彎線高度和高焊接強(qiáng)度的用于線焊接的金合金細(xì)線。
研究了很多常規(guī)提出的用于線焊接的金合金細(xì)線的本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如下的事實(shí)。常規(guī)的用于線焊接的金合金細(xì)線比不含有附加元素的純金具有較大的拉伸強(qiáng)度，但是當(dāng)必須形成高的彎線時(shí)，合金元素的含量必須降低，由此結(jié)果使得拉伸特性變差和在小球上方最接近的線部分中的再結(jié)晶的晶粒很容易變粗。因此，使得在焊接操作過(guò)程中使小球頸部受到損害。降低線徑會(huì)使拉伸強(qiáng)度按照降低的線截面而降低。因此，為了保證良好的拉伸強(qiáng)度，合金元素的含量必須增加，從而不能實(shí)現(xiàn)大的彎路高度。
本發(fā)明的目的是提供一種用于線焊接的金合金細(xì)線，對(duì)于相同的線徑小球尺寸被降低，在減小線徑的情況下，提供高彎線，維持高焊接度以及線塑變被減輕。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人對(duì)各種合金元素進(jìn)行了研究，它們能夠改進(jìn)拉伸強(qiáng)度而不會(huì)引起熱阻或再結(jié)晶溫度的過(guò)分增加，同時(shí)保證大的彎線高度。
因此，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由具有鈧、鈹和銦各合金元素的金合金組成的焊接線。他們還發(fā)現(xiàn)除了鈧、鈹和銦之外，少量的鈣、釔和一些稀土金屬，或者少量的鍺都優(yōu)先用作合金元素，以增強(qiáng)本發(fā)明的上述效果，以及銀、銅和鈀也可用作合金元素，以便與利用常規(guī)焊接線比較有利于改進(jìn)將金合金細(xì)線焊接到半導(dǎo)體器件上的焊接力。
具體是，本發(fā)明提供如下(1)到(3)項(xiàng)。
(1)一種用于線焊接的金合金細(xì)線，它由如下組成第一組成份由按重量計(jì)鈧為2到10ppm、鈹為3到20ppm和銦為2到50ppm；以及金和不可避免的雜質(zhì)組成的其余部分。
(2)一種用于線焊接的金合金的細(xì)線，它由如下組成第一組為按重量計(jì)，鈧為2到10ppm，鈹為3到20ppm和銦為2到50ppm。
由第二組如下成分組成中所選擇的至少一種成分，計(jì)有按重量計(jì)鈣為1到5ppm、鐿為1到5ppm，至少一種稀土金屬為1到5ppm，鍺為10到50ppm；以及金和不可避免的雜質(zhì)組成的其余部分。
(3)一種用于線焊接的金合金細(xì)線，它由如下組成按上述第一組和第二組中的至少一組；按重量計(jì)銀為5到50ppm；鈀為5到30ppm；銅為5到40ppm；以及金和不可避免的雜質(zhì)組成的其余部分。
下面更詳細(xì)地介紹本發(fā)明的構(gòu)成。
在本發(fā)明中適合使用的金為按重量計(jì)具有99.995％或其以上純度的金和其余部分的不可避免的雜質(zhì)。當(dāng)純度按重量計(jì)小于99.995％時(shí)，該雜質(zhì)呈現(xiàn)明顯的影響并使合金元素的預(yù)期作用模糊不清，特別是當(dāng)合金元素的總量很小時(shí)。
鈧在金中具有相對(duì)大的溶解度限值并且有效地提高再結(jié)晶溫度，但是當(dāng)它單獨(dú)用作合金元素時(shí)，它的效果比鈣弱，并不明顯。經(jīng)過(guò)各種研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)與鈧一起同時(shí)添加鈹和銦到高純金中，改進(jìn)了小球頸部強(qiáng)度，改進(jìn)了拉伸強(qiáng)度并產(chǎn)生高的彎線。這是因?yàn)殁?、鈹和銦三種元素的同時(shí)存在，與在常規(guī)的金合金細(xì)線中所遇到的波動(dòng)相比，它降低了在小球形成過(guò)程中由于熱影響而產(chǎn)生的再結(jié)晶晶粒尺寸的波動(dòng)。確認(rèn)這種現(xiàn)象是根據(jù)這樣的事實(shí)，即在高純度金中的三種元素之間的相互作用形成了均勻的固體熔解，抑制了在焊接過(guò)程中由于輸入熱量而產(chǎn)生的再結(jié)晶晶粒的生長(zhǎng)。
還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，向金中添加鈧還改善了楊式模量，在樹(shù)脂模塑的過(guò)程中抑制了線的塑變。還發(fā)現(xiàn)，與鈧一起同時(shí)添加銦和鈹進(jìn)一步改善了楊式模量。然而，其效果隨這三種元素的比例不同而變化波動(dòng)。相信這點(diǎn)是因?yàn)橛捎谠谶@三種元素之間的不同的相互作用的強(qiáng)度，使材料的晶體結(jié)構(gòu)變化所致，盡管細(xì)節(jié)還沒(méi)有澄清。由于后面介紹的稀土金屬的存在，還可使楊式模量得到某種程度改善。同時(shí)存在上述三種元素還會(huì)使這種效果增強(qiáng)，明顯地減輕了線的塑變。
當(dāng)鈧的含量按重量計(jì)小于2ppm時(shí)，在小球形成的過(guò)程中由于熱量輸入產(chǎn)生的再結(jié)晶晶粒含有不同的晶粒尺寸，即細(xì)的和粗的，引起拉伸強(qiáng)度的明顯的波動(dòng)。另一方面，假如鈧含量按重量計(jì)大 于10ppm，即使同時(shí)存在后面介紹的鈹和銦，彎線高度也變小，此外在小球表面上形成穩(wěn)固的氧化物便于在小球末端處形成收縮孔，使得剪切強(qiáng)度下降，長(zhǎng)期使用的可靠性下降。為了保證利用本發(fā)明的合金成分實(shí)現(xiàn)高的彎線，鈧的含量按重量計(jì)最好不大于10ppm，并且按重量計(jì)必須在2到10ppm的范圍內(nèi)。
已知鈹改善了細(xì)金線的室溫下的強(qiáng)度，這是由于當(dāng)拉伸線時(shí)結(jié)構(gòu)硬化。在同時(shí)存在鈧的情況下，利用含量為按重量計(jì)小于3ppm的鈹，這種效果不夠并波動(dòng)。當(dāng)鈹?shù)暮堪粗亓坑?jì)大于20ppm時(shí)，在小球表面上形成穩(wěn)固的氧化物，這是因?yàn)樵谛∏蛐纬傻倪^(guò)程中產(chǎn)生氧化作用。因此降低了在小球和半導(dǎo)體器件上的電極之間的焊接面積并降低了焊接強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)。還應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)增加鈹含量，以便增加負(fù)載，保證在小球和電極間良好的焊接時(shí)，小球硬度增加，引起在電極下方部分的半導(dǎo)體器件破裂。因此，鈹?shù)暮堪粗亓坑?jì)必須在3到20ppm之間。
已知銦在小球形成的過(guò)程中有效地?cái)U(kuò)大了再結(jié)晶范圍，并且增加了彎線高度。在同時(shí)存在鈧的情況下，銦的含量按重量計(jì)小于2ppm時(shí)，這種效果不夠并波動(dòng)。當(dāng)銦的含量按重量計(jì)大于50ppm時(shí)，在小球上方最接近的線部分發(fā)生再結(jié)晶晶粒加速粗化的現(xiàn)象，在控制焊接過(guò)程中彎線形狀時(shí)，會(huì)引起在小球上方最接近的線部分破裂。因此，銦的含量按重量計(jì)必須在2到50ppm之間。
為了防止在線變細(xì)的過(guò)程中(由于拉伸線)降低金合金細(xì)線的機(jī)械強(qiáng)度，利用鈣和第二組中的其它添加元素，以防止球頸部分的再結(jié)晶晶粒粗化和改善對(duì)于具有相同線徑的金合金細(xì)線的機(jī)械強(qiáng)度。然而，當(dāng)大量使用第二組元素時(shí)會(huì)提高細(xì)金合金線的熱阻，在小球形成的過(guò)程中縮短了產(chǎn)生線的再結(jié)晶區(qū)的長(zhǎng)度。因此，為了保證彎線高度，第二組元素的含量存在上限。已知鈣、鐿和一些稀土金屬能改善熱阻，即使具有的量相對(duì)較少。當(dāng)這些元素的含量按重量計(jì)小于1ppm時(shí)，線的質(zhì)量有問(wèn)題，即機(jī)械強(qiáng)度各段明顯不同。另一方面，當(dāng)含量按重量計(jì)大于5ppm時(shí)，改進(jìn)了熱阻卻縮小了再結(jié)晶區(qū)并且不能提供高的彎線。因此，第二組元素按重量計(jì)必須在1到5ppm之間，以便實(shí)現(xiàn)高的彎線和良好的機(jī)械強(qiáng)度。
添加鈣、鐿和一些稀土金屬還能實(shí)現(xiàn)的效果是以較少數(shù)量方式含有這些元素的金合金細(xì)線具有的楊式模量大約為1000到2000公斤/毫米2，大于純金。因此，與常規(guī)的細(xì)線相比，改進(jìn)了楊式模量抑制了在樹(shù)脂模塑之后產(chǎn)生的線的塑變，這種常規(guī)細(xì)線能形成高的彎線，在密封之后呈現(xiàn)大的線塑變，這是因?yàn)橛捎谙鄬?duì)限制了一些合金元素的數(shù)量，使楊氏模量不可能改進(jìn)。
已知鍺能改善室溫下的強(qiáng)度和在線變細(xì)的過(guò)程中防止強(qiáng)度的降低。鍺的含量按重量計(jì)必須在10到50ppm的范圍內(nèi)，因?yàn)槠浜堪粗亓坑?jì)小于10ppm使得在強(qiáng)度方面沒(méi)有明顯的改進(jìn)，而按重量計(jì)大于50ppm則降低了熱阻。鍺與鈣、鐿和一些稀土金屬使用可能是有益的。
當(dāng)大量使用銀時(shí)能有效地改進(jìn)機(jī)械特性，但是，使用較少數(shù)量，這種效果將不明顯。通過(guò)很多研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含有一定數(shù)量的銀和銅的金合金細(xì)線具有的焊接強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)大于包含這些元素?cái)?shù)量上按重量計(jì)為幾ppm的金所體現(xiàn)的焊接強(qiáng)度。另外，研究證實(shí)，當(dāng)鈀和銀，銅一起添加到金中時(shí)，穩(wěn)定地產(chǎn)生這種效果。這些元素與金一起形成一種完全的固態(tài)溶體。因此，確認(rèn)上述現(xiàn)象是由這一事實(shí)所引起的，即這些元素均勻地散布在金中，減輕了在晶粒邊界上的沉積。各種實(shí)驗(yàn)顯示，按重量計(jì)銀的含量必須在5到50ppm之間，銅的含量必須5到40ppm之間，鈀的含量必須在4到30ppm之間。以便使剪切強(qiáng)度產(chǎn)生明顯的改進(jìn)。
實(shí)例一種金純度為99.995％或以上的電解金和作為添加劑的高純度金屬(純度為99.9％或以上)按照選擇的數(shù)量，在真空感應(yīng)熔爐中熔化并澆注以制備用作各個(gè)添加元素的母體金屬。
經(jīng)選擇的數(shù)量的制備母體金屬和金純度為99.995％或以上的電解金在真空感應(yīng)熔爐中熔化并澆注產(chǎn)生具有如表1所示化學(xué)成分的金合金鑄塊。該鑄塊在室溫下被經(jīng)軋輥型縫或槽隙滾軋并拉伸，形成最終直徑為25微米的金合金細(xì)線。細(xì)金合金線在空氣中連續(xù)退火韌化，以便產(chǎn)生的線伸長(zhǎng)大約4％。
因此得到的細(xì)金合金線在室溫下進(jìn)行機(jī)械測(cè)試并用在高速自動(dòng)焊接器中，以便對(duì)具有100針、在電極和內(nèi)引線表面之間為200微米步距和平均焊接跨距為2.6毫米的42-鎳GFP型引線座進(jìn)行引線焊接。在焊接之后，對(duì)彎線高度、焊接強(qiáng)度，樹(shù)脂模塑以后的引線的塑變以及小球形狀進(jìn)行了研究并將其結(jié)果總計(jì)表示在表1中。
彎線高度的確定是利用光學(xué)顯微鏡測(cè)量在半導(dǎo)體器件上的電極和所形成的彎線頂部之間的距離，這種彎線是在利用細(xì)金合金線將電極連接到外部引線端上時(shí)形成的，對(duì)100根線重復(fù)這種測(cè)量并將這100個(gè)結(jié)果平均。
焊接強(qiáng)度的評(píng)估是由對(duì)100根線所測(cè)定的拉伸強(qiáng)度和其波動(dòng)的數(shù)據(jù)完成的，該為數(shù)據(jù)的確定是通過(guò)利用夾具將高速自動(dòng)焊接的引線座和半導(dǎo)體器件固定，在中間拉細(xì)金合金線并測(cè)量該線斷裂時(shí)的強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。焊接強(qiáng)度的評(píng)估還來(lái)自對(duì)所測(cè)定的100根引線的剪切強(qiáng)度及其波動(dòng)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是通過(guò)沿與半導(dǎo)體器件相平行的方向移動(dòng)一配置距各電極距離3微米的夾具，直到由于剪切作用將焊到電極上的金球被破壞，測(cè)量被破壞時(shí)的最大負(fù)載。
樹(shù)脂模塑以后引線的塑變的評(píng)估是通過(guò)將線焊接的引線座安裝到一個(gè)加熱到175℃的金屬模上，利用市場(chǎng)上可得到的密封樹(shù)脂，從一個(gè)到相同的一批，密封這種組件，利用軟式X射線發(fā)射裝置測(cè)量引線的最大撓度，重復(fù)測(cè)量100次，對(duì)每根引線的撓度到焊接跨距的比率進(jìn)行計(jì)算，對(duì)100根線的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
小球形狀的評(píng)估是通過(guò)用掃描電子顯微鏡觀察由高速自動(dòng)焊接器的電弧裝置產(chǎn)生的電弧放電所產(chǎn)生金球來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樾∏蛐螤畈徽；蚱渖闲纬裳趸?，使之不能保證良好焊接到半導(dǎo)體器件的電極上的那些小球標(biāo)為“不良”，而能實(shí)現(xiàn)良好焊接的那些小球標(biāo)為“好”。
表1表示具有根據(jù)本發(fā)明提示的化學(xué)成份的細(xì)合金線的評(píng)估結(jié)果，而表2表示具有的化學(xué)成分在本發(fā)明的范圍之外的金合金細(xì)線的評(píng)估結(jié)果。表1和表2表示公知的現(xiàn)象，即彎線高度的降低與拉伸強(qiáng)度的降低相對(duì)應(yīng)。
一般都承認(rèn)，5克力或以上的拉伸強(qiáng)度是足以保證半導(dǎo)體器件的可靠性。通過(guò)比較基本上具有相同彎線高度的引線之間的拉伸強(qiáng)度，表明表1中的線具有的拉伸強(qiáng)度大于5克力，并大于表2中的引線，并具有較小的波動(dòng)。
一般都承認(rèn)，剪切強(qiáng)度為50克力或以上的25微米的細(xì)金合金線不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。在表1中的所有的線具有的剪切強(qiáng)度為50克力或以上，而在表2中的某些線具有的剪切強(qiáng)度小于50克力并且不適合于在引線焊接中使用。當(dāng)合金元素存在過(guò)量，超出如表2所示的，權(quán)利要求提出的范圍以外，剪切強(qiáng)度下降并且明顯地波動(dòng)。
一般都承認(rèn)，在樹(shù)脂模塑以后，引線的塑變不大于5％不會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。表1所表示的數(shù)字都落入在這個(gè)范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的如表1表示的化學(xué)成分總是能形成正常的小球形狀，而表2所示的化學(xué)成分使得產(chǎn)生不正常的小球形狀計(jì)有在小球末端收縮、小球表面過(guò)分氧化，不呈球狀等。
根據(jù)本發(fā)發(fā)明的很多試樣具有的室溫破壞強(qiáng)度超過(guò)11克力，伸長(zhǎng)4％。這表明，從25微米進(jìn)一步變細(xì)到23微米將提供好的強(qiáng)度。還應(yīng)當(dāng)指示，根據(jù)本發(fā)明的試樣大多數(shù)具有的彎線高度大于200微米，因此有利于保證高的彎線、高的強(qiáng)度和小的引線塑變。
表1-1 實(shí)例含量(按重量計(jì)百萬(wàn)分率)機(jī)械強(qiáng)度彎線高度 拉伸強(qiáng)度剪切強(qiáng)度引線塑變球形(微米) (克力) (克力) (％)序號(hào)B.l E.lSc Be Ca Y La Ce Dy Ge In Ag Cu Pd(克力)％平均 σ 平均σ 平均 σ 平均12 3 - - - - - - 2 - - - 7.9 4.3 242.4 7.66.4 0.68 73.6 5.35.0好22 19 - - - - - - 2 - - - 8.7 4.2 240.5 6.87.2 0.64 70.1 6.04.9好32 3 - - - - - - 49 - - - 7.5 4.7 248.1 6.96.7 0.71 72.6 5.75.1好42 19 - - - - - - 49 - - - 8.5 4.4 238.9 7.07.1 0.72 69.4 5.85.0好59 3 - - - - - - 2 - - - 9.8 4.5 225.6 6.37.5 0.68 70.2 5.53.2好69 3 - - - - - - 48 - - - 9.6 4.6 235.3 6.77.7 0.65 68.5 5.33.4好79 20 - - - - - - 2 - - - 10.6 4.2 223.7 6.18.0 0.59 68.5 5.23.6好89 20 - - - - - - 49 - - - 10.5 4.3 230.6 6.37.9 0.61 67.8 5.53.7好94 8 - - - - - - 10 - - - 9.3 4.2 237.1 6.27.3 0.58 71.4 5.74.4好10 5 10 - - - - - - 20 - - - 9.8 4.2 239.5 5.97.4 0.54 70.5 5.24.3好11 4 8 1 - - - - - 10 - - - 9.9 4.5 225.7 5.47.6 0.62 71.4 5.34.2好12 4 8 - 1 - - - - 10 - - - 9.8 4.6 223.9 5.67.5 0.65 68.6 5.64.3好13 4 8 - - 1 - - - 10 - - - 9.6 4.5 228.4 5.37.5 0.58 67.2 4.94.1好14 4 8 - - - 1 - - 10 - - - 9.4 4.8 230.6 5.57.7 0.62 68.9 5.64.2好15 4 8 - - - - 1 - 10 - - - 9.6 4.3 229.5 5.17.3 0.59 67.3 5.24.1好16 4 8 - - - - - 10 10 - - - 8.9 4.1 235.7 5.96.8 0.63 74.2 6.14.3好17 5 10 1 - - - - 25 10 - - - 10.1 4.3 220.8 4.87.8 0.55 70.5 5.44.1好18 5 10 5 - - - - - 30 - - - 11.2 4.4 195.7 4.68.0 0.59 63.5 5.03.5好19 5 10 - 5 - - - - 30 - - - 11.5 4.1 193.7 5.07.9 0.53 62.9 4.93.1好表1-2 實(shí)例含量(按重量計(jì)百萬(wàn)分率) 機(jī)械強(qiáng)度 彎線高度拉伸強(qiáng)度剪切強(qiáng)度引線塑變球形(微米) (克力) (克力) (％)序號(hào)B.l E.lSc Be Ca Y La Ce Dy Ge In Ag Cu Pd(克力)％ 平均 σ 平均 σ 平均 σ 平均205 10 - - 5 - - - 30 - - -10.9 4.6 196.1 5.37.9 0.5164.2 5.53.3好215 10 - - - 5 - - 30 - - -10.5 4.8 199.5 6.37.3 0.4962.8 5.73.1好225 10 - - - - 5 - 30 - - -10.6 4.7 189.8 5.57.2 0.5560.4 5.13.2好235 10 - - - - - 50 30 - - -10.5 4.4 235.5 6.07.8 0.5271.8 5.63.1好245 10 2 2 - - - - 30 - - -10.7 4.3 200.1 5.77.9 0.5765.3 5.23.3好255 10 2 - 2 - - - 30 - - -10.5 4.7 205.3 5.38.1 0.6163.6 5.53.2好265 10 2 - - 2 - - 30 - - -10.6 4.5 203.4 5.77.7 0.5764.1 5.73.1好275 10 2 - - - 2 - 30 - - -10.2 4.7 208.1 6.17.4 0.6261.6 6.33.4好285 10 2 - - - 2 25 30 - - -10.8 4.6 203.7 5.47.2 0.5762.0 5.43.3好295 10 2 - - - - 30 30 - - -11.0 4.3 211.6 5.88.3 0.6365.8 5.73.2好305 10 2 - 2 - - 30 30 - - -11.5 4.5 198.8 5.67.8 0.6466.3 6.23.1好315 10 - 2 2 - - - 30 - - -10.9 4.6 201.7 5.37.9 0.5763.8 5.83.4好325 10 - 2 - 2 - - 30 - - -11.1 4.4 196.4 4.98.1 0.5464.1 6.03.3好335 10 - 2 - - 2 - 30 - - -10.8 4.6 200.9 5.18.2 0.6163.5 5.43.6好345 10 - 2 - - 2 20 30 - - -11.3 4.7 196.1 4.98.0 0.5862.9 5.83.5好353 15 - - 3 1 - - 20 - - -10.7 4.3 196.9 5.67.9 0.6465.2 5.13.3好363 15 - - 3 - 1 - 20 - - -10.5 4.7 205.1 4.98.0 0.5961.6 5.53.5好373 15 - - - - 3 140 20 - - -11.6 4.5 202.8 6.18.5 0.4860.3 4.83.4好383 15 - - - 3 2 - 20 - - -10.4 4.7 199.5 5.77.7 0.5064.1 5.13.3好表1-3 實(shí)例含量(按重量計(jì)百萬(wàn)分率) 機(jī)械強(qiáng)度 彎線高度拉伸強(qiáng)度 剪切強(qiáng)度引線塑變球形(微米) (克力) (克力) (％)序號(hào)B.l E.lSc Be Ca Y Ia Ce Dy Ge In Ag Cu Pd(克力)％ 平均 σ平均σ 平均σ平均39 3 15 - - - 3 2 25 20 --- 11.3 4.8193.7 5.3 7.0 0.53 63.9 5.73.1 好40 4 10 - - - - - - 15 555 10.2 4.3240.1 4.2 8.1 0.44 75.5 5.03.7 好41 4 10 - - - - - - 15 50 40 30 10.6 4.5236.9 4.0 8.3 0.41 74.9 4.73.4 好42 4 10 1 1 1 1 - 25 25 555 11.2 4.8198.5 3.8 7.9 0.45 70.5 4.82.9 好43 4 10 1 1 1 1 - 25 25 50 40 30 11.4 4.7195.1 4.6 7.7 0.47 71.1 4.93.0 好44 4 10 - - - - - - 20 540 5 10.2 4.5237.8 4.3 8.1 0.45 80.1 5.33.7 好45 4 10 - - - - - - 20 5530 10.4 4.1240.5 4.4 8.3 0.43 78.9 4.73.6 好46 4 10 - - - - - - 20 50 55 10.3 4.4243.1 5.0 7.7 0.47 77.1 4.93.8 好47 4 10 - - - - - - 20 50 40 5 10.4 4.6238.8 4.7 7.8 0.45 78.3 4.63.7 好48 4 10 - - - - - - 20 50 530 10.2 4.7237.1 4.4 7.4 0.48 79.5 4.23.5 好49 4 10 - - - - - - 20 30 20 10 10.3 4.6240.1 4.8 7.6 0.51 82.3 4.73.3 好50 4 10 2 - - - - 30 20 30 20 10 11.4 4.5214.2 4.7 8.3 0.49 77.1 4.43.0 好51 5 15 - 2 2 - - - 40 30 20 10 11.3 4.8205.7 4.2 8.5 0.47 78.3 3.93.1 好52 5 15 - - 3 - - - 20 35 25 15 10.7 4.6210.7 5.1 8.2 0.50 77.9 4.63.3 好53 5 15 - - 3 - - 30 20 35 25 15 11.7 4.5209.1 4.7 8.6 0.47 79.0 4.43.2 好54 5 6 2 - 1 - - 25 30 30 25 15 11.5 4.7205.8 4.3 8.4 0.45 75.7 4.73.1 好55 10 19 2 - 2 1 - 48 45 48 36 28 12.0 4.1195.6 4.6 8.1 0.43 73.5 4.42.9 好56 2 3 - - - - - - 2 555 8.1 4.0240.9 5.46.9 0.52 78.3 4.74.0.好表2比較例含量(按重量計(jì)百萬(wàn)分率)機(jī)械強(qiáng)度彎線高度 拉伸強(qiáng)度 剪切強(qiáng)度 引線塑變球形(微米)(克力) (克力) (％)序號(hào)B.l E.lSc Be Ca Y La Ce Dy Ge In Ag Cu Pd(克力)％ 平均 σ 平均 σ 平均 σ 平均1 1 2 - - - - - - 1 - - - 6.8 4.8 245.2 10.5 5.9 0.83 78.5 5.9 9.1 好2 20 2 - - - - - - 2 - - - 11.9 4.5 173.6 7.66.1 0.75 68.4 5.7 5.8 不良3 20 2 - - - - - - 70 - - - 11.6 4.3 183.7 9.17.9 0.69 59.1 6.3 6.2 不良4 1 25 - - - - - - 2 - - - 8.3 4.4 242.6 9.66.9 0.75 57.8 6.1 8.6 好5 1 25 - - - - - - 60 - - - 8.7 4.1 249.9 7.97.1 0.77 60.3 6.7 10.3 不良6 20 25 - - - - - - 2 - - - 11.9 4.7 167.1 6.95.8 0.64 49.4 6.1 5.1 不良7 20 25 - - - - - - 60 - - - 12.1 4.2 184.5 8.36.7 0.78 45.7 6.8 6.2 好8 5 10 15 - - - - - 20 - - - 11.9 4.8 158.4 6.56.2 0.69 49.7 6.8 4.9 不良9 5 10 - 20 - - - - 20 - - - 12.3 4.4 163.7 5.97.1 0.75 46.1 5.7 4.8 不良10 5 10 - - - - - 5 30 - - - 9.1 4.3 238.6 6.07.3 0.59 68.9 5.3 4.5 好11 5 10 - - - - - 60 30 - - - 10.3 4.2 235.4 6.65.9 0.63 64.7 5.1 6.3 好12 5 10 - - - - - - 10 3 3 1 9.0 4.5 239.0 6.47.3 0.73 73.3 6.1 5.1 好13 5 10 - - - - - - 10 3 3 50 8.9 4.7 235.9 4.97.3 0.58 71.9 5.9 4.0 好14 5 10 - - - - - - 10 80 10 10 7.9 4.8 237.2 5.97.5 0.71 67.3 6.3 4.3 好15 5 10 - - - - - - 10 10 70 10 8.4 4.5 236.7 5.57.0 0.68 70.1 6.1 4.0 好16 5 15 10 10 - - - - 20 - - - 12.3 4.5 155.3 5.86.8 0.60 48.6 6.4 3.3 不良17 5 15 10 - - - - - 20 55 50 50 12.1 4.9 164.8 5.26.1 0.67 59.3 6.0 3.0 不良18 2 7 5 5 5 5 - 60 65 10 10 10 12.5 4.4 160.3 4.95.8 0.55 55.7 5.7 2.9 不良19 2 7 5 5 5 5 - 5 65 10 10 10 12.3 4.7 158.4 4.86.0 0.53 52.1 5.4 3.0 不良20 1 1 - - - - - 5 1 3 3 3 7.9 4.0 242.9 8.36.9 0.78 73.9 6.2 8.9 好細(xì)金合金線在工業(yè)上會(huì)得到廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗哂械膹澗€高度波動(dòng)很小，很小波動(dòng)的高焊接強(qiáng)度，在樹(shù)脂模塑以后很小的引線塑變，和正常的小球形狀，所有這些都能使引線焊接穩(wěn)定的進(jìn)行，即使當(dāng)線徑小到20到30微米。
權(quán)利要求
1.一種用于引線焊接的金合金細(xì)線，其組成為第一組成分的組成為按重量計(jì)鈧的百萬(wàn)分率為2到10，按重量計(jì)鈹?shù)陌偃f(wàn)分率為3到20，按重量計(jì)銦的百萬(wàn)分率為2到50；以及金和不可避免的雜質(zhì)組成的其余部分。
2.一種用于引線焊接的金合金細(xì)線，其組成為如權(quán)利要求1所限定的所述第一組成分；由第二組成分中所選擇的至少一種成分，第二組成分的組成為按重量計(jì)鈣的百萬(wàn)分率為1到5、按重量計(jì)鐿的百萬(wàn)分率為1到5、按重量計(jì)至少一種稀土金屬的百萬(wàn)分率為1到5，以及按重量計(jì)鍺的百萬(wàn)分率為10到50；以及金和不可避免的雜質(zhì)所組成的其余部分。
3.一種用于引線焊接的金合金細(xì)線，其組成為由在權(quán)利要求1中所限定的第一組成分和在權(quán)利要求2中所限定的所述第二組成分中的至少一組成分；按重量計(jì)銀的百萬(wàn)分率為5到50；按重量計(jì)鈀的百萬(wàn)分率為5到30；按重量計(jì)銅的百萬(wàn)分率為5到40；以及金和不可避免的雜質(zhì)組成的其余部分。
全文摘要
一種用于引線焊接的金合金細(xì)線，其組成為第一組成分組成為按重量計(jì)，鈧的百萬(wàn)分率為2到10，鈹?shù)陌偃f(wàn)分率為3到20，銦的百萬(wàn)分率為2到50，以及金和不可避免的雜質(zhì)組成的其余部分。該細(xì)線具有的彎線高度為200微米或以上并且在樹(shù)脂模塑以后細(xì)線的塑變不大于5％。
文檔編號(hào)C22C5/02GK1107641SQ94190223
公開(kāi)日1995年8月30日 申請(qǐng)日期1994年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月22日
發(fā)明者北村修 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社